Роль общеобразовательных дисциплин при подготовки инженеров.
Основным недостатком изучения общих дисциплин заключается в том, что методика их преподавания в большинстве почти не связана с будущей специальностью студента. При существующей методике преподавания общеобразовательных курсов студентам приходиться принимать «на веру» необходимость их изучения. Помимо общих предметов на младших курсах необходимо дополнительно вводить дисциплины формирующую эрудицию творческую заинтересованность к познанию новому.
Главная цель преподаваемого курса формирование общенаучной компетенции инженеров. Эрудиции творчества тесно связано с мозговой дейтельностью человека. Мозг – ленивый орган. Поэтому если ничего ни делать, ни к чему не стремиться, то достигнуть ничего невозможно. В этом случае никакого научно технического прогресса ожидать не приходится.
Химия и материаловедение.
Новые технологии и материалы это ключ к преобразованию материального базиса техники. Сами же технологии и материалы основаны на физических и химических законах.
Роль клея играет битумное вяжущие вещество, свойства которого определяются сложными физико-химическими процессами. Таким образом «инженерная» химия это важный компонент изучения дорожно-строительных материалов.
Энергия и физика
Основным фактором определяющим развитие общества является создание и рациональное использование источников энергии. В буквальном смысле энергия это количественная мера различных форм и движения материй. Различают следующие виды энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная и ядерная. Существует прямая зависимость между расходом энергии на одного человека в год и созданием хороших условий для жизни людей. Основная закономерность, которая установила физика, это закон сохранения энергии. Физика также открыла эффективные пути переработки материалов для получения энергии. И она же на основании этих законов предсказал глобальный кризис получения энергии. Поэтому если люди не найдут других источников энергии они будут вынуждены существенно ограничить её потребление. Неизбежность энергетического кризиса становится проблемой №1 в научном сообществе. Энергия, используемая людьми делиться на промышленную и бытовую. Определённым барьером ограничивающим использования новых источников энергии является закон сохранения энергии.
Превращение химической энергии в электрическую.
Известно что в газовый элементах происходит прямое превращение химической энергии водорода в электрическую. Поэтому на практике плотность потока электроэнергии очень мала. Из одного метра квадратного можно снять всего 200 ватт.
Прямое превращение хим. в мех. Энергию
Эти процессы существуют в живой природе: мускулах человека и животных.
Превращения солнечной энергии в электрическую, механическую и тепловую.
Возникает ограничение для энергетики больших мощностей.
Использование геотермальной энергии.
Перспектива этого способа получения энергии: перспектива этого способа получения энергии, для энергетики больших мощностей несомненна. Большие запасы тепла существуют на определённых поверхностях земли. Однако при осуществлении данных проектов на практике возникают технические ограничения связанные с необходимостью получения достаточно высокой плотности потока энергии.
Ветроэнергетика.
Для большой энергетики этот метод оказывается экономически невыгодным. Хотя при небольших расходов он может быть оправданным. Энергия ветра оценивается 170-200 тыс. терроватт в год. При этом развиваемая ими можность достигает 25*109 это превышает в 3 раза общее потребление энергии на земле.
Использование ядерной энергии.
Для решения глобального энергетического кризиса нужно использовать ядерную энергию. Проблема ядерной энергетики заключается в необходимости создавать установку где процессы осуществлялись бы автоматически. В случае получения регулирования стационарного процесса, отпадут следующие трудности: термоядерный процесс не даёт в ощутимых количествах радиоактивных шлаков, станция не представляет большой опасности при аварии. Трудность пока, что заключатся в отсутствии надёжного управления термоядерной реакции.
?
?
Творчество можно определить как успешный полёт мыслей за пределы известного. Оно расширяет наше знание способствую созданию того что ранее не было известно. Инженерное творчество ближе к изобретательству чем к научному исследованию. Творческому инженеру присуще огромная любознательность и стремление создать что то новое (необходимое) уделяя внимание нетрадиционным решениям. Наилучшей базой для творчества является личный опыт, он всегда находиться под рукой и может быть быстро использован. Применение личного опыта можно назвать активной формой создания нового. В пассивной форме накопление опыта относится косвенный опыт, например чтение лекций, рассмотрение литературных источников. Творчество требует внутренней дисциплины. Творческие открытия чаще всего делают люди способные давать волю своему воображению. Воображение можно заставить работать только сбросив оковы «обычности», выработав иммунитет против критики м стараться найти путь для достижения невозможного. При решении неразрешённых проблем нужно уделять внимание иноваторским идеям, а не существующим методам. При решении любой инженерной задачи, её успех зависит от нахождения правильной идеи. Если рассматривается достаточно большое число идей, то вероятность отыскание действительно творческого решения значительно возрастает. Препятствия к творчеству могут быть как личного так и организационного характера.
Личного:
1. Отсутствие гибкости представлений.
2. Сила привычки.
3. Узко-практический подход.
4. Чрезмерная специализация.
5. Влияние авторитетов.
6. Боязнь критики.
Организационного:
1. Стремление к немедленному использованию идей.
2. Недоверие руководства к оригинальному решению.
3. Неумение руководства выявлять и пощрять творческие способности инженеров.
4. Отрицательное отношение руководства ко всем новым идеям требующие изменение в существующих технологиях.
Процесс проектирования инженерных объектов
Инженерное проектирование – это непрерывный процесс в котором научно и техническая информация используются для создания новой системы, матерьяла, устройства или технологического процесса. Умение проектировать – это одновременно наука и частично искусство. Проектирование предполагает умение анализа и синтеза. Анализ – ресчленение рассматриваемой задачи на контролируемые элементы и изучение каждого элемента в отдельности. Синтез – это объединение элементов в единое целое, но он должен быть творческим, чтобы комбинация объединяемых элементов была оригинальной эффективной и новой. При проектировании базируется на следующих принципах:
1. Эволюционное изменение.
2. Создание нового.
В настоящие время проектирование связано созданием новой продукции . В этом случае обычных навыков инженера бывает недостаточно, поскольку нет опыта на основе которого можно было принимать оригинальное решение. С самого начала мысль инженера должна быть направлена на создание нового, на поиск идей обладающих оригинальностью. Проект может быть направлен на будущие, но его результаты должны основываться на данных достигнутых в прошлый период, таким образом инженер создаёт новое и осуществляет эволюционное изменение.
Наибольших успехов достигают те инженеры, которым присущи:
1. Грамотность.
2. Мастерство
3. Заинтересованность
4. Творчество
При проектировании необходимо обеспечить выполнение ряда условий: это анализ затрат ресурсов, критерий отбора вариантов, техническая осуществимость проекта имеющимися средствами.
Итог - получение действительно полезной продукции отличающийся высоким качеством и низкой стоимостью.
Методика проецирования – это последовательность событий составляющий процесс проектирования в рамках которого возможно получить логическое совершенствование объекта. Процесс проецирования состоит из отдельных этапов:
1. Определение потребности
2. Определение цели
3. Научные исследования
4. Формулировка задания
5. Формирование идей
6. Выработка концепций
7. Анализ
8. Эксперимент
9. Решение
10. Производство
11. Распределение продукции
12. Потребление
Учёный и инженер отличия и взаимосвязь
Работа учёного и инженера отличает характер повседневной деятельности и конечный результат их работы. Учёные трудятся для того, чтобы изучать, объяснять и классифицировать явления природы. Учёные большую часть времени уделяет следующим видам деятельности:
1. Усвоение того что изучено другими.
2. Формулирование, разработка теорий и научных гипотез.
3. Постановка экспериментов.
4. Анализ наблюдений, проверка гипотез и составление заключений.
5. Описание явлений природы на языке математике.
Основное стремление учёного это расширить познание людей, но главное проведение исследований.
Инженер стремиться создать реальный объект полезный людям. Главное для инженера это проектирование эффективной продукции с учётом её полезности.
Различие между учёным и инженером состоит в том что учёный изучает то что существует ( или может существовать), а инженер создаёт то, чего ещё никогда не было и что необходимо улучшить.